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1、专题限时集训(十三)力学实验(对应学生用书第141页)(限时：40分钟)1(8分)(2017成都市石室中学二诊)图1317甲中游标卡尺的读数是_cm，图乙中螺旋测微器的读数是_mm.图1317【解析】(1)游标卡尺的主尺读数为：2.9 cm，游标尺上第9个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为90.1 mm0.9 mm0.09 cm，所以最终读数为：2.9 cm0.09 cm2.99 cm.(2)螺旋测微器的固定刻度为5.5 mm，可动刻度为18.10.01 mm0.181 mm，所以最终读数为5.5 mm0.181 mm5.681 mm.【答案】2.995.6812(8分)(2017天津高
2、考)如图1318所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律图1318对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是_A重物选用质量和密度较大的金属锤B两限位孔在同一竖直面内上下对正 C精确测量出重物的质量D用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图1319所示纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_图1
3、319AOA、AD和EG的长度BOC、BC和CD的长度CBD、CF和EG的长度DAC、BD和EG的长度【解析】A对：验证机械能守恒定律时，为降低空气阻力的影响，重物的质量和密度要大B对：为减小纸带与打点计时器间的摩擦，两限位孔要在同一竖直平面内上下对正C错：验证机械能守恒定律的表达式为mghmv2，重物的质量没必要测量D错：此做法对减小实验误差无影响利用纸带数据，根据mghmv2即可验证机械能守恒定律要从纸带上测出重物下落的高度并计算出对应的速度，选项A、D的条件中，下落高度与所能计算的速度不对应；选项B的条件符合要求，可以取重物下落OC时处理；选项C中，可以求出C、F点的瞬时速度，又知CF间
4、的距离，可以利用mvmvmgh验证机械能守恒定律【答案】ABBC3(8分)2017高三第一次全国大联考(新课标卷)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中：图1320(1)甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图1320甲所示的Fx图象，其中F为弹簧弹力，x为弹簧长度请通过图甲分析并计算，该弹簧的原长x0_cm，弹簧的弹性系数k_N/m.该同学将该弹簧制成一把弹簧秤，当弹簧秤的示数如图乙所示时，该弹簧的长度x_cm.(2)乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图丙所示下列表述正确的是_Aa的原长比b的长Ba的劲度系数比b的大Ca的劲度系数比b的小D测得的弹力与
5、弹簧的长度成正比【解析】(1)x0为甲图中F0时的x值，即x08 cm.k25 N/m.测力计示数F3.0 N，由甲图知弹簧长度x20 cm.(2)在图象中横截距表示弹簧的原长，故b的原长比a的长，故A错误；在图象中斜率表示弹簧的劲度系数k，故a的劲度系数比b的大，故B正确，C错误；弹簧的弹力满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误【答案】(1)82520(2)B4(8分)某同学用如图1321所示装置测物块与长木板间的动摩擦因数图中长木板固定在水平桌面上，光滑的四分之一圆弧轨道与长木板的上表面在O点相切，一竖直标尺紧贴圆弧轨道左侧放置，圆弧曲面与标尺竖直面相切(1)在A点由静止释放物块
6、，物块经圆弧轨道滑上长木板，最后停在a点，改变滑块释放的位置于B点，物块最后停在长木板上的b点，量出A、B间的高度h，a、b间的距离L，重力加速度为g，则物块与长木板间的动摩擦因数为_.图1321(2)为了减小实验误差，多次改变物块释放的位置，测出每次物块释放的位置离A点的高度h，最后停在长木板上的位置离O点的距离x，作出xh图象，则作出的图象应该是_(填“过原点”或“不过原点”)的一条倾斜的直线，求出图象的斜率为k，则物块与斜面间的动摩擦因数为_. 【导学号：19624159】【解析】(1)由能量守恒可知，mghmgL，得(2)设OA间的高度为H，则mg(hH)mgx，得xhH，因此图线是一
7、条不过原点的倾斜直线，图线的斜率k，得.【答案】(1)(2)不过原点5(8分)(2017皖南八校联考)为了“测量当地重力加速度g的值和木块与木块间的动摩擦因数”，某同学设计了如下实验方案：第一步：他把带有定滑轮的木板的有滑轮的一端垫起，把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤后连一纸带，穿过打点计时器，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板做匀速运动，如1322图甲所示图1322第二步：保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，如图乙所示然后接通电源释放滑块，使之从静止开始加速运动，打出纸带打
8、出的纸带如图丙所示试回答下列问题：(1)已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数的时间间隔为T，OA、AB、DE、EF间距分别为x1、x2、x3、x4，根据纸带求木块下滑的加速度a_.(2)已知质量m、M和加速度a，则当地的重力加速度g_.(3)已知质量m、M和长木板的倾角，则木块与木板间的动摩擦因数_. 【导学号：19624160】【解析】(1)根据xaT2可知：x3x14a1T2；x4x24a2T2，则a(a1a2)；(2)(3)由题意Mgsin Mgcos mg，Mgsin Mgcos Ma，解得g，tan .【答案】(1)(2)(3)tan 6(9分)(2017揭阳市揭东一中检测)某同学
9、用图1323甲所示的实验装置探究加速度与力的关系他在气垫导轨旁安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器可直接测出绳中拉力大小，传感器下方悬挂钩码改变钩码数量，每次都从A处由静止释放滑块已知滑块(含遮光条)总质量为M，导轨上遮光条位置到光电门位置的距离为L.请回答下面相关问题图1323(1)如图乙，实验时用游标卡尺测得遮光条的宽度为d_cm.某次实验中，由数字毫秒计记录遮光条通过光电门的时间为t，由力传感器记录对应的细线拉力大小为F，则滑块运动的加速度大小a应表示为_(用题干已知物理量和测得物理量字母表示)(2)下列实验要求中不必要的是_
10、A应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B应使遮光条位置与光电门间的距离适当大些C应将气垫导轨调节至水平D应使细线与气垫导轨平行【解析】(1)游标卡尺的主尺读数为9 mm，游标尺上第12个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为120.05 mm0.60 mm，所以最终读数为：9 mm0.60 mm9.60 mm0.960 cm；已知初速度为零，位移为L，要计算加速度，需要知道末速度，故需要由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，末速度v，由v22aL，得a；(2)拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，故A错误应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，
11、故B正确应将气垫导轨调节水平，使拉力等于合力，故C正确要保持拉线方向与气垫导轨平行，拉力才等于合力，故D正确本题选择不必要的，故选：A.【答案】(1)0.960(2)A7(11分)(2017江苏高考)利用如图1324所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系小车的质量为M200.0 g，钩码的质量为m10.0 g，打点计时器的电源为50 Hz的交流电图1324(1)挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到_(2)挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图1325所示，选择某一点为O，依次每隔4个计时点取一个计数点用刻度尺量出相邻计数点间的距离x，记录在纸带上
12、计算打出各计数点时小车的速度v，其中打出计数点“1”时小车的速度v1_m/s.图1325(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力，取g9.80 m/s2，利用Wmgx算出拉力对小车做的功W.利用EkMv2算出小车动能，并求出动能的变化量Ek.计算结果见下表.W/103J2.452.923.353.814.26Ek/103J2.312.733.123.614.00请根据表中的数据，在图1326中作出EkW图象图1326(4)实验结果表明，Ek总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F_N. 【导学号：19624161】【解析】(1)完全平衡摩擦力的标志是轻推小车，小车做匀速运动(2)两计数点间的时间间隔T50.02 s0.1 sv1m/s0.228 m/s(3)确定标度，根据给出数据描点作图如图所示(4)从图线上取两个点(4.5,4.24)，(2.15,2.0)图线的斜率k0.953又有k根据运动学公式有v22ax根据牛顿第二定律有FMa由式解得F0.093 N【答案】(1)小车做匀速运动(2)0.228(3)见解析(4)0.093